西門子博途工業(yè)軟件定制化筆記本
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西門子長(zhǎng)期致力于實(shí)現(xiàn)本土創(chuàng)新，而研發(fā)服務(wù)中心在其中起著合作創(chuàng)新的關(guān)鍵作用。它可以提供高品質(zhì)的研發(fā)服務(wù)、提高西門子產(chǎn)品和服務(wù)的附加值、更好地滿足業(yè)務(wù)需求，并在保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)等方面提供支持。
怎樣讓一加一大于二？
對(duì)于西門子中國(guó)研究院研發(fā)服務(wù)中心120多名員工而言，要解答這道題，靠的不只是想象力，還需要與西門子各業(yè)務(wù)部門和本土創(chuàng)新生態(tài)圈攜手共進(jìn)。
日趨激烈的競(jìng)爭(zhēng)伴隨著日益增長(zhǎng)的中國(guó)市場(chǎng)，中國(guó)政府也正通過諸如“中國(guó)制造2025”等產(chǎn)業(yè)策略進(jìn)一步推動(dòng)創(chuàng)新，滿足本土發(fā)展需求。企業(yè)層面，像西門子這樣的企業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)致力于實(shí)現(xiàn)本土創(chuàng)新，研發(fā)服務(wù)中心在其中起著合作創(chuàng)新的關(guān)鍵作用，提供高品質(zhì)的研發(fā)服務(wù)，提高西門子產(chǎn)品和服務(wù)的附加值，更好地滿足業(yè)務(wù)需求，也在保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)等方面提供支持。
西門子中國(guó)研究院上海研發(fā)服務(wù)中心主任周業(yè)濤表示，“就技術(shù)水平、為地區(qū)發(fā)展提供價(jià)值以及培養(yǎng)人才而言，我們?cè)诖藫碛辛己玫膭?chuàng)新環(huán)境和土壤。”
研發(fā)服務(wù)中心報(bào)告稱，在過去的5年間，該中心在西門子燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面取得了120多項(xiàng)發(fā)明報(bào)告，其中申請(qǐng)與授權(quán)專利共計(jì)40余 項(xiàng)。
在過去幾年時(shí)間，西門子中國(guó)研究院研發(fā)服務(wù)中心開展了一系列針對(duì)50及60 Hz燃?xì)廨啓C(jī)研發(fā)項(xiàng)目，涉及開發(fā)新的燃?xì)廨啓C(jī)框架、對(duì)現(xiàn)有框架進(jìn)行改造和升級(jí)、客戶定制設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)支持、供應(yīng)鏈管理支持和制造支持等。
沒有什么能比燃?xì)廨啓C(jī)的產(chǎn)品研發(fā)更能說(shuō)明研發(fā)服務(wù)中心與業(yè)務(wù)部門廣泛合作的價(jià)值——燃?xì)廨啓C(jī)被稱作制造業(yè)“皇冠上的明珠”，需要來(lái)自硬件和軟件兩方面的前沿創(chuàng)新。2009年研發(fā)服務(wù)中心成立之后，其獨(dú)有的“創(chuàng)新屋”運(yùn)營(yíng)模式 （GT-CT House Model）受到業(yè)務(wù)部門的青睞，在燃?xì)廨啓C(jī)中國(guó)研發(fā)服務(wù)中心的發(fā)展中起到了核心作用。
周業(yè)濤指出：“業(yè)務(wù)部門的實(shí)際需求有助于推動(dòng)創(chuàng)新，讓我們更加貼近市場(chǎng)。”
捕捉需求，驅(qū)動(dòng)全球創(chuàng)新
在燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域，技術(shù)發(fā)展已相對(duì)成熟，若要尋求進(jìn)一步的優(yōu)化空間并非易事。
西門子能源解決方案部門的同事首先發(fā)現(xiàn)，在每年售出的SGT5-4000F型燃?xì)廨啓C(jī)中，有10%至15%左右的產(chǎn)品由于客戶天然氣管道輸送壓力低而需要加裝氣體壓縮機(jī)。這無(wú)疑會(huì)增加成本，削弱市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。2014年，研發(fā)服務(wù)中心開始探索解決之道。
通過細(xì)致分析全球范圍內(nèi)該型號(hào)燃機(jī)的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，并且結(jié)合空氣動(dòng)力學(xué)基本理論，研發(fā)服務(wù)中心對(duì)燃機(jī)運(yùn)行工況進(jìn)行了精密的計(jì)算和分析。研究員建立了一個(gè)較之前模型更加優(yōu)化的復(fù)合數(shù)學(xué)模型，可以比較精確地反映燃機(jī)真實(shí)運(yùn)行情況。通過應(yīng)用優(yōu)化后的模型，燃?xì)夤鈮毫σ蟮靡越档停瑢?shí)際效用則未受影響。研究團(tuán)隊(duì)很快向西門子全球通報(bào)了這一情況。
呂松軍是負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的研究員，他說(shuō)：“不論是否購(gòu)買西門子壓縮機(jī)，客戶都能從中得益，節(jié)省了成本。這樣的改進(jìn)已在全球范圍應(yīng)用?！?/b>
通過西門子燃機(jī)全球的評(píng)估，此舉估計(jì)每年可節(jié)省200萬(wàn)歐元，并可增強(qiáng)西門子在50 Hz F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。
研發(fā)服務(wù)中心在過去的幾年內(nèi)開展了一系列類似的項(xiàng)目，涉及研發(fā)新的燃?xì)廨啓C(jī)框架、對(duì)現(xiàn)有框架進(jìn)行改造和升級(jí)、客戶定制設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)支持、供應(yīng)鏈管理支持和制造支持等。
近年來(lái)，該中心逐步實(shí)現(xiàn)了三重目標(biāo)：在西門子全球研發(fā)版圖內(nèi)，增強(qiáng)地方團(tuán)隊(duì)在燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力；從制造到采購(gòu)流程，為本地客戶創(chuàng)造更多價(jià)值；充分利用西門子中央研究院資源，推動(dòng)創(chuàng)新，培養(yǎng)人才。
2009年，為了把握市場(chǎng)趨勢(shì)，同時(shí)建立人才庫(kù)，西門子中國(guó)研究院成立了研發(fā)服務(wù)中心。趙作智博士是當(dāng)時(shí)首批員工之一?，F(xiàn)在，作為西門子（中國(guó)）有限公司發(fā)電與天然氣集團(tuán)首席技術(shù)官兼燃?xì)廨啓C(jī)業(yè)務(wù)部總經(jīng)理，他本人便是西門子內(nèi)部人才發(fā)展的成功例子。
“在研發(fā)服務(wù)中心積累的經(jīng)驗(yàn)，使我對(duì)新一代燃?xì)廨啓C(jī)研發(fā)有清楚的理解。更重要的是，這讓我認(rèn)識(shí)到跨部門合作的強(qiáng)大能量?！?趙作智說(shuō)。
“業(yè)務(wù)部門的同事從未將研發(fā)服務(wù)中心視為外人，我們是同一個(gè)團(tuán)隊(duì)。”
融入本土創(chuàng)新生態(tài)圈
在全球創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，西門子這樣的企業(yè)在區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)圈內(nèi)扮演的角色，是推動(dòng)創(chuàng)新的關(guān)鍵之一——在這方面，研發(fā)服務(wù)中心樹立了一個(gè)好榜樣。
在一個(gè)為期3年的合作計(jì)劃中，研發(fā)服務(wù)中心攜手當(dāng)?shù)毓こ萄芯款I(lǐng)域的翹楚上海交通大學(xué)共同研發(fā)新一代燃?xì)廨啓C(jī)。
周業(yè)濤說(shuō)：“我們的認(rèn)知往往受到現(xiàn)有知識(shí)的局限。而高校青年才俊具有獨(dú)到見解，這或許能帶來(lái)突破。”
雙方成立的聯(lián)合創(chuàng)新中心在研究和應(yīng)用領(lǐng)域開展了研究，涉及諸如輪機(jī)性能、動(dòng)態(tài)完整性、加工工藝技術(shù)，以及高溫合金和涂層等方面。
在3年時(shí)間里，由研發(fā)服務(wù)中心主導(dǎo)的校企合作團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)進(jìn)口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉——一種控制進(jìn)氣流量的燃?xì)廨啓C(jī)關(guān)鍵組件——的過程中，開發(fā)出5種原型，并申請(qǐng)了5項(xiàng)專利。
大學(xué)生的創(chuàng)新涵蓋了機(jī)械設(shè)計(jì)、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制邏輯電路設(shè)計(jì)、測(cè)量設(shè)計(jì)和系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。
型式試驗(yàn)錦上添花
西門子中國(guó)研究院研發(fā)服務(wù)中心正在通過向西門子業(yè)務(wù)部門提供優(yōu)化且安全的專業(yè)型式試驗(yàn)服務(wù)，更好地滿足瞬息萬(wàn)變的本地市場(chǎng)需求。
西門子中國(guó)研究院南京研發(fā)服務(wù)中心主任朱鋒表示，“各業(yè)務(wù)部門需要為其產(chǎn)品提供標(biāo)準(zhǔn)及定制化的各類試驗(yàn)服務(wù)。業(yè)務(wù)部門一方面擔(dān)心由內(nèi)部實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試不能達(dá)到要求，另一方面單一部門的測(cè)試實(shí)驗(yàn)室所需大量的投入有可能無(wú)法收回投資。而將試驗(yàn)外包給外部機(jī)構(gòu)又可能產(chǎn)生知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面的隱患，特別是對(duì)于高端在研產(chǎn)品而言?！?/b>
規(guī)劃在上海建立的型式試驗(yàn)中心將把試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)專員和研發(fā)服務(wù)中心研發(fā)工程師等聚集到一站式服務(wù)平臺(tái)上，將資源和知識(shí)進(jìn)行有機(jī)整合；節(jié)約成本、積累專門能力以及消除關(guān)于知識(shí)產(chǎn)權(quán)的擔(dān)憂。此外，還將進(jìn)一步向業(yè)務(wù)部門提供預(yù)設(shè)計(jì)、故障分析和整改建議等服務(wù)。
在上海建立的型式試驗(yàn)中心將把試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)專員和研發(fā)服務(wù)中心研發(fā)工程師等聚集到一站式服務(wù)平臺(tái)上，旨在向西門子業(yè)務(wù)部門提供優(yōu)化且安全的專業(yè)型式試驗(yàn)服務(wù)。
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相比于將試驗(yàn)外包給外部第三方，自有的型式試驗(yàn)中心預(yù)計(jì)每年可為西門子中國(guó)的各個(gè)業(yè)務(wù)部門節(jié)省相關(guān)設(shè)備投入、維護(hù)和測(cè)試外包等費(fèi)用數(shù)千萬(wàn)元人民幣。
無(wú)論身處工業(yè)2.0還是3.0階段，許多企業(yè)在懷揣數(shù)字化工廠夢(mèng)想的同時(shí)，卻往往尚未形成清晰的思路。這時(shí)，西門子便成為了那個(gè)重要的“夢(mèng)想導(dǎo)師” — 結(jié)合其在制造業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)和軟硬件技術(shù)，為企業(yè)提供全方位的數(shù)字化工廠解決方案。
隨著“工業(yè)4.0”的熱潮從德國(guó)涌向全球，越來(lái)越多的中國(guó)企業(yè)正決意將未來(lái)制造的愿景變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，以期在數(shù)字化引領(lǐng)的工業(yè)變革中盡早謀篇布局。
國(guó)內(nèi)制造企業(yè)對(duì)于打造數(shù)字化工廠的熱情從趙雄飛接到的咨詢服務(wù)需求就可見一斑。這位西門子中國(guó)研究院的數(shù)字化工廠專家在2013年接到了大約5家企業(yè)關(guān)于籌建數(shù)字化工廠的咨詢。2014年，這一數(shù)字增加到了10家左右，2015年更是上升到了幾十家。
在邁向“工業(yè)4.0”的進(jìn)程中，很多企業(yè)并非僅僅滿足于數(shù)字化的遠(yuǎn)景規(guī)劃。它們迫切需要的是將美好愿景變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的途徑。
趙雄飛說(shuō)：“企業(yè)家們并不是要一口吃成個(gè)胖子，而是想一步步發(fā)展，最后真正成為站在行業(yè)頂峰的巨人。”
條條道路通羅馬
無(wú)論身處工業(yè)2.0還是3.0階段，許多企業(yè)在懷揣數(shù)字化工廠夢(mèng)想的同時(shí)，卻往往尚未形成清晰的思路。
這時(shí)，西門子便成為了那個(gè)重要的“夢(mèng)想導(dǎo)師” — 結(jié)合其在制造業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)和軟硬件技術(shù)，為企業(yè)提供全方位的數(shù)字化工廠解決方案。
趙雄飛的團(tuán)隊(duì)要做的便是首先從運(yùn)營(yíng)、研發(fā)等層面為企業(yè)提供頂層設(shè)計(jì)，幫助其完成數(shù)字化工廠的整體規(guī)劃。根據(jù)企業(yè)的特點(diǎn)和需求，這一規(guī)劃可以是面向1-3年的短期，也可以瞄準(zhǔn)5-20年的中長(zhǎng)期。
如果企業(yè)有進(jìn)一步需求，他們將和西門子業(yè)務(wù)集團(tuán)的同事一起幫助客戶進(jìn)行業(yè)務(wù)流程和IT系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括產(chǎn)品生命周期管理（PLM）、企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）等等。如果再進(jìn)一步，西門子中國(guó)研究院的專家還會(huì)在工藝流程設(shè)計(jì)上提出建議，具體到設(shè)備自動(dòng)化、精益生產(chǎn)布局、廠房布局等方面。
在項(xiàng)目實(shí)施過程中，西門子專家也會(huì)為客戶提供支持，包括供應(yīng)商的評(píng)估，技術(shù)管理支持等。
2015年，趙雄飛的團(tuán)隊(duì)為廈門建霖工業(yè)有限公司（建霖工業(yè)）完成了未來(lái)數(shù)字化工廠的規(guī)劃設(shè)計(jì)。成立于1989年的建霖工業(yè)是全球最大的廚衛(wèi)產(chǎn)品OEM企業(yè)，主營(yíng)業(yè)務(wù)是為科勒等知名廚衛(wèi)產(chǎn)品制造商做代工生產(chǎn)。
為了改變過去的勞動(dòng)密集型模式，提高生產(chǎn)效率，建霖工業(yè)計(jì)劃在廈門新建一個(gè)大型廚衛(wèi)產(chǎn)業(yè)園，集制造基地、物流中心和研發(fā)中心于一體。經(jīng)過對(duì)建霖工業(yè)的實(shí)際調(diào)研，西門子團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)其在生產(chǎn)、管理等方面存在一系列問題，如生產(chǎn)周期長(zhǎng)、庫(kù)存多、制造空間浪費(fèi)、對(duì)人工依賴嚴(yán)重、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化程度低、現(xiàn)場(chǎng)管理混亂。
西門子中國(guó)研究院為建霖工業(yè)規(guī)劃的數(shù)字化工廠全貌
對(duì)此，西門子在規(guī)劃框架報(bào)告中建議，建霖工業(yè)首先需要建立精益生產(chǎn)體系，并健全工廠信息化系統(tǒng)來(lái)管理生產(chǎn)，再利用自動(dòng)化手段推進(jìn)工藝和物流的改善，最終建成綠色智能工廠。
比如在工廠信息化系統(tǒng)中，建霖工業(yè)需要升級(jí)當(dāng)前的ERP系統(tǒng)，以解決對(duì)生產(chǎn)物流計(jì)劃支持較弱的問題，并且需要由現(xiàn)有的PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）模式上升到PLM的管理模式，以提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)平臺(tái)的能力。在工廠層，它需要建立MES系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)執(zhí)行、物流和質(zhì)量控制的信息化。在自動(dòng)化層，建霖工業(yè)需要搭建工業(yè)以太網(wǎng)，用于連接設(shè)備和MES系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的互聯(lián)和車間的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)采用大量先進(jìn)的自動(dòng)化工藝，減少人工，提高工藝質(zhì)量。
目前，建霖工業(yè)已經(jīng)踏出了邁向“工業(yè)4.0”的第一步，計(jì)劃實(shí)施西門子MES系統(tǒng)Simatic IT，以及基于工業(yè)以太網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)Profinet。
除此之外，西門子中國(guó)研究院還為金達(dá)亞麻、中車集團(tuán)青島四方、中建鋼構(gòu)、華立集團(tuán)等眾多企業(yè)提供了數(shù)字化工廠的評(píng)估、規(guī)劃和咨詢服務(wù)。
西門子中國(guó)研究院為金達(dá)亞麻規(guī)劃的數(shù)字化工廠的3D模型
人們通常會(huì)認(rèn)為，在新建工廠時(shí)實(shí)施數(shù)字化理念是最為理想的時(shí)機(jī)。但事實(shí)并非如此，不同行業(yè)的不同企業(yè)采取的路線不盡相同。
“我們的最大優(yōu)勢(shì)就在于能為企業(yè)量身定制最適合的數(shù)字化方案，這要取決于企業(yè)所在行業(yè)的情況、產(chǎn)品類型、生產(chǎn)模式等等?！壁w雄飛表示，“因此，每接觸一個(gè)客戶，我們都首先要成為它所在行業(yè)的工藝專家。這樣才能提出最專業(yè)的建議?！?
人才最金貴
在被稱為PPT（Process, People and Technique）這三個(gè)構(gòu)成數(shù)字化工廠的關(guān)鍵因素中，趙雄飛最為看重，也最為擔(dān)心的是第二個(gè)P，即人員的因素。
“許多工廠的各級(jí)員工往往都不具備相應(yīng)的技術(shù)和管理能力。技術(shù)可以購(gòu)買，流程也可以規(guī)范，而人才的缺乏將是制約中國(guó)企業(yè)邁向‘工業(yè)4.0’的最大障礙?！壁w雄飛說(shuō)。
西門子中國(guó)研究院曾經(jīng)在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，在許多工廠，各級(jí)人員都存在相關(guān)素質(zhì)缺乏的問題。一線員工缺乏高精設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的熟練操作能力；中層管理人員對(duì)于生產(chǎn)系統(tǒng)自動(dòng)化和數(shù)字化的轉(zhuǎn)變需要更快地適應(yīng)；而企業(yè)高層對(duì)于數(shù)字化工廠發(fā)展方向的重大決策能力仍有待提高。
為此，西門子在幫助企業(yè)實(shí)施數(shù)字化工廠項(xiàng)目時(shí)，會(huì)有研究院的專家和項(xiàng)目工程師進(jìn)行為期數(shù)月乃至數(shù)年的駐廠培訓(xùn)。此外，西門子與教育部合作，通過技術(shù)培訓(xùn)等活動(dòng)培養(yǎng)了千余名工程學(xué)科的教師，并連續(xù)9年舉辦全國(guó)大學(xué)生“西門子杯”工業(yè)自動(dòng)化挑戰(zhàn)賽，為中國(guó)制造培養(yǎng)創(chuàng)新型工程人才。
從全球來(lái)看，對(duì)于高素質(zhì)人才的需求以及相關(guān)培訓(xùn)的緊迫性同樣存在。麥肯錫開展的“制造業(yè)的未來(lái)”的研究結(jié)果表明，到2020年，全球?qū)?huì)出現(xiàn)4000萬(wàn)高技能工人的潛在缺口。
智能機(jī)器可以自我學(xué)習(xí)，并取代人類的一部分工作，但是未來(lái)的數(shù)字化工廠決不會(huì)是無(wú)人工廠。人們將在設(shè)計(jì)、規(guī)劃、監(jiān)管等方面發(fā)揮更強(qiáng)的創(chuàng)造力。同時(shí)，智能化的工廠將會(huì)批量生產(chǎn)高度個(gè)性化的產(chǎn)品，要能夠以最快速度調(diào)整生產(chǎn)線，這就要求員工能對(duì)聯(lián)網(wǎng)的機(jī)器進(jìn)行編程，還能解讀復(fù)雜數(shù)據(jù)。
